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第4章　物质结构　元素周期律
(满分:100分　考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.对于符号:35Cl和37Cl、H2和D2、1O和2O。下列有关说法正确的是(　　)。
A.35Cl和37Cl是同种核素
B.H2和D2互称为同素异形体
C.1O和2O化学性质相同
D.35Cl和37Cl物理性质几乎完全相同
2.下列表示物质结构的化学用语正确的是(　　)。
A.CO2的结构式为
B.MgCl2的形成过程
C.Cl-的结构示意图:
D.NH4Cl的电子式
3.下列说法错误的是(　　)。
A.某元素原子核外最外层电子数是内层电子总数的2倍,该元素可能是C
B.某元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,该元素可能是C
C.某元素原子核外最外层电子数是内层电子总数的,该元素可能是S
D.某元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的,该元素可能是Si
4.下列说法中错误的是(　　)。
A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数
B.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
C.除He外的所有稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D.第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着10个纵列
5.下列有关比较中正确的是(　　)。
A.碱性:NaOHB.沸点:HBr>HCl>HF
C.熔点:LiD.氢化物的稳定性:H2O>H2S>PH3
6.下列各组粒子中粒子半径由大到小的是(　　)。
A.N、P、Si、Al B.O2-、F-、Na+、Mg2+
C.Al3+、Mg2+、K+、Li+ D.F、Cl、Br、I
7.下列说法正确的是(　　)。
A.F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7,次外层电子数都是8
B.由HF、HCl、HBr、HI酸性递增的事实,可推出F、Cl、Br、I非金属性递增的规律
C.卤族元素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加,电子层数增多,原子半径增大,原子核对电子的吸引作用减弱
D.根据卤族元素性质的递变规律可知,单质砹易与H2发生反应
8.根据元素周期律,由下列事实进行归纳推测,所得推测不合理的是(　　)。
选项 事实 推测
A 随核电荷数递增,第ⅠA族的碱金属元素单质的沸点逐渐降低 随核电荷数递增,第ⅦA族元素单质的沸点也逐渐降低
B Na与Cl形成离子键,Al与Cl形成共价键 Si与Cl形成共价键
C HF是弱酸,HBr是强酸 HI是强酸
D Ca(OH)2、Ba(OH)2均为强碱 Sr(OH)2(氢氧化锶)是强碱
9.W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W、X、Z组成的一种化合物与蒸馏水按体积比3∶1混合后可用于杀灭病毒,Y的单质在空气中含量最高。下列有关说法正确的是(　　)。
A.简单离子的半径:Z>Y
B.简单氢化物的沸点:Y>Z>X
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:X>Y
D.W、Y、Z既能形成共价化合物又能形成离子化合物
10.碘晶体受热易升华从而转变成碘蒸气。下列关于碘等物质的说法中正确的是(　　)。
A.HCl溶于水能电离出H+、Cl-,所以HCl是离子化合物
B.碘晶体受热转变成碘蒸气,吸收的热量用于克服碘原子间的作用力
C.He、CO2和CH4都是由分子构成,都存在共价键
D.NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,既破坏了离子键,也破坏了共价键
11.根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述错误的是 (　　)。
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.第三周期主族元素的最高正化合价从左到右逐渐升高
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“(ào)”命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
12.有五种短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序数与其常见化合价的关系如图所示,下列关系错误的是(　　)。
A.元素X可能为锂
B.原子半径:r(M)>r(W)
C.X2W中各原子均达8电子稳定结构
D.元素气态氢化物的稳定性:YH3>MH3
13.短周期元素X、Y、Z、Q、W在元素周期表中的位置如表所示,其中Q的最低价氢化物的摩尔质量为34 g·mol-1,X的最低价氢化物不是电解质,则下列说法正确的是(　　)。
X Y
Z Q W
A.原子半径:X>Y>Z
B.Y是地壳中含量最多的元素
C.氧化物对应水化物的酸性:XD.最低价氢化物的稳定性:Q>Y
14.用NaClO可除去水体中的过量氨氮(以NH3表示),以防止水体富营养化。其原理如图所示。下列有关叙述正确的是(　　)。
A.原理中所涉及的元素的原子半径:Cl>Na>O>N>H
B.NH3、H2O、OH-所含的质子数和电子数均相等
C.NaClO和HClO所含的化学键类型相同
D.反应③有离子键和共价键的断裂和形成
15.X、Y、Z、M、N都是短周期主族元素,且原子序数依次递增。X原子的最外层电子数是电子层数的2倍,Y与M同主族,且M的原子序数是Y的2倍,Z是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是(　　)。
A.简单离子的半径:YB.简单气态氢化物的热稳定性:YC.最高价氧化物对应水化物的酸性:M>N
D.X与Y可以形成原子个数比为1∶1和1∶2的两种化合物
16.短周期主族元素W、X、Y的原子序数依次增大。p、n、m分别是元素W、X、Y的单质,r、q是由这些元素组成的二元化合物,r是一种淡黄色粉末,s的溶液是强碱溶液。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是 (　　)。
A.离子半径:Y>X
B.还原性:mC.s和q中均含有离子键
D.r中阴阳离子个数比为1∶2
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(12分)随着原子序数的递增,8种短周期元素原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价如图所示。
请用相应的化学用语回答下列问题。
(1)元素H在元素周期表中的位置是　　　　　。
(2)元素D、G的简单氢化物中,还原性较强的是　　　　　(填化学式,下同)。元素G、H的最高价氧化物对应的水化物中,酸性较强的是　　　　　。
(3)元素D、E、F、G形成的简单离子中,半径最小的离子为　　　　(填离子符号)。
(4)化合物BD2所含的化学键类型是　　　　　,由A、D、H三种元素按原子个数比为1∶1∶1形成的化合物的电子式为　　　　　　　。
(5)用电子式表示元素E和H组成的化合物的形成过程:　　　　　　　　。
18.(12分)几种主族元素在元素周期表中的位置如下。
(1)⑥元素的氢化物是　　　　(填化学式)。
(2)①③⑦三种元素原子半径由大到小的顺序是　　　　　　　　　(用元素符号表示)。
(3)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图为　　　　　　,该元素在元素周期表中的位置是　　　　　　　。
(4)①②③三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是　　　　(填化学式),①与水反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。
(5)④与⑤元素形成的分子可能是　　　　(填字母)。
19.(14分)某研究性学习小组根据下列仪器和试剂设计实验探究钠、钾、锂、镁、铝的活动性。
仪器 试管、烧杯、滴管、玻璃片、滤纸、小刀、砂纸
试剂 水、酚酞溶液、0.1 mol·L-1盐酸、0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液、钠、锂、镁条、铝片、钾、0.1 mol·L-1氯化铝溶液、0.1 mol·L-1氯化镁溶液、0.1 mol·L-1硫酸
实验Ⅰ　探究锂、钠、钾的活动性
实验步骤:①分别取三粒绿豆大的锂、钠、钾,放入三个盛水的烧杯里;②观察现象;③分别向烧杯里滴几滴酚酞溶液。
在放钾的烧杯口盖一块玻璃片,另两个烧杯口不盖玻璃片,这是因为 　　　　　　　　　　　　　　　,
观察到的现象有 　　　　　　　　　　　　　　　;
实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　。写出碱金属(M)与水反应的通式:　 　　　　　　　　　　　　　　　。
实验Ⅱ　探究镁、铝的活动性
(1)分别取镁条、铝片用砂纸除去表面氧化膜,将形状相近、质量相等的镁条和铝片分别装入甲、乙两支试管中,分别加入100 mL 0.1 mol·L-1盐酸(过量),观察到　　　　试管中产生气泡较快,若收集气体,　　　　　试管中产生气体在相同条件下体积较大。由此得出结论:
①　　　　　　　　　　　　　　　,
②　　　　　　　　　　　　　　 　。
(2)在丙、丁两支试管里加入下列试剂,分别滴入0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液至过量,将观察到的现象填入下表:
试管编号 试剂 实验现象 离子方程式
丙 10 mL 0.1 mol·L-1 MgCl2溶液
丁 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液
由此得出结论为碱性:　　　　<　　　;金属活动性:　　　<　　　　。(填化学式)
20.(14分)(1)某同学拟通过实验探究同主族元素性质的递变规律。他设计的实验方案如下,请你帮他填写完整,并作出评价。
实验室提供的试剂:NaBr溶液、NaI溶液、新制的氯水。
①写出下列实验报告中的实验现象和离子方程式。
实验步骤
实验现象 甲:　　　　　　　　　　　　　　　　　　 乙:　　　　　　　　　　　　　　　　　　
实验结论及 离子方程式 离子方程式: 甲:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 乙:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 结论:卤素单质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2
②该同学设计的实验方案的合理性是　　　　　　(填字母)。
A.非常合理
B.部分合理
C.完全不合理
③题②若选A,则此题不用再作答,若选B或C,则完成实验还需要的试剂是　。
(2)下表是元素周期表主族元素的一部分,短周期元素X的最高正化合价是+5价,Y的单质可在空气中燃烧。
W X Y
Z
①写出Z的原子结构示意图:　　　　　　　　　　。
②探究同主族元素性质的一些共同规律,是学习化学的重要方法之一。在下表中列出对H2ZO3各种不同化学性质的推测,举例并写出相应的化学方程式(化学方程式中用Z表示即可)。
编号 性质推测 化学方程式
示例 氧化性 H2ZO3+4HIZ↓+2I2+3H2O
1
2
③由C、O和Y三种元素组成的化合物COY中,所有原子的最外层都满足8电子结构。写出该化合物的电子式:　 　　　　　　　　　　　　　　。
第4章　物质结构　元素周期律
(满分:100分　考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.C
35Cl和37Cl的质子数相同、中子数不同,是同种元素的不同核素,互为同位素,A项错误;同素异形体是由同种元素组成的不同单质,H2和D2均为氢分子,不互称为同素异形体,B项错误;1O和2O均是水分子,化学性质相同,C项正确;35Cl和37Cl质子数相同、中子数不同,物理性质不尽相同,化学性质几乎完全相同,D项错误。
2.B
二氧化碳分子中含有两个碳氧双键,其结构式为OCO,A项错误;Mg与Cl2反应时,Mg失电子,Cl得电子,用电子式表示的形成过程为,B项正确;氯离子是由氯原子得一个电子形成,核电荷数仍为17,故氯离子的结构示意图为 ,C项错误;氯化铵为离子化合物,氯离子的最外层电子必须标出,氯化铵正确的电子式为,D项错误。
3.C
某元素原子核外最外层电子数是内层电子总数的2倍,有2个电子层时符合电子排布规律,最外层电子数为2×2=4,为C元素,A项正确;某元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍,有2个电子层时符合电子排布规律,最外层电子数为2×2=4,为C元素,B项正确;某元素原子核外最外层电子数是内层电子总数的,可能为2个电子层或3个电子层,最外层电子数为1或5,为Li或P,C项错误;某元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的,可能为2个电子层或3个电子层,最外层电子数为1或4,为Li或Si,D项正确。
4.A
钾离子的核外电子层数为3,该元素在第四周期,钠离子的核外电子层数为2,该元素在第三周期,均不相等,A项错误;元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是过渡元素,过渡元素全部为金属元素,B项正确;稀有气体的原子中,只有氦原子的最外层电子数为2,其余的均为8,C项正确;在元素周期表中,第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着10个纵列,D项正确。
5.D
金属元素的金属性越强,其对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,金属性:Na>Mg>Al,故碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,A项错误;HF分子间能形成氢键,沸点最高,B项错误;同主族的金属单质,从上往下熔点逐渐降低,则熔点:Li>Na>K,C项错误;非金属元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性:O>S>P,则氢化物的稳定性:H2O>H2S>PH3,D项正确。
6.B
同主族元素,从上到下原子半径依次增大,同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则原子半径由大到小的顺序为Al、Si、P、N,A项错误;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径由大到小的顺序为O2-、F-、Na+、Mg2+,B项正确;结合选项A、B可知离子半径由大到小的顺序为K+、Mg2+、Al3+、Li+,C项错误;同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则原子半径由大到小的顺序为I、Br、Cl、F,D项错误。
7.C
F的次外层电子数为2,Br的次外层电子数为18,A项错误;元素的非金属性强弱可根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱判断,不能通过其简单氢化物的酸性强弱判断,B项错误;F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加,电子层数增多,原子半径增大,原子核对电子的吸引作用减弱,C项正确;同主族元素从上往下非金属性逐渐减弱,与氢气化合越来越难,故根据卤族元素性质的递变规律可知,单质砹不易与H2发生反应,D项错误。
8. A
随着核电荷数递增,第ⅦA族元素的单质的分子间作用力增大,单质的沸点逐渐升高,推测不合理,A项错误;同周期元素从左到右非金属性增强,金属性减弱,Na与Cl形成离子键,Al与Cl形成共价键,预测得到Si与Cl形成共价键,B项正确;HF的水溶液中存在通过氢键结合形成的(HF)n,导致氢离子不容易电离,因此HF是弱酸,HBr是强酸,可推测HI是强酸,C项正确;同主族元素从上到下金属性增强,其最高价氧化物对应水化物的碱性变强,由金属性:Ba>Sr>Ca,已知Ca(OH)2、Ba(OH)2均为强碱,可推测Sr(OH)2是强碱,D项正确。
9.D
Y的单质在空气中含量最高,Y为N元素;W、X、Z组成的一种化合物与蒸馏水按体积比3∶1混合后可用于杀灭病毒,该化合物为乙醇,则W、X、Z分别为H、C、O元素。简单离子半径:N3->O2-,A项错误;简单氢化物的沸点:H2O>NH3>CH4,B项错误;非金属性:N>C,则最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H2CO3,C项错误;H、N、O能形成共价化合物(如HNO3)、离子化合物(如NH4NO3),D项正确。
10.D
HCl属于共价化合物,属于电解质,在溶液中可发生电离,故A项错误;碘晶体受热转变成碘蒸气,克服分子间作用力,而碘原子间的作用力属于共价键,故B项错误;He为单原子分子,不存在共价键,故C项错误;NaHCO3为离子化合物,含有离子键和共价键,NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,阴、阳离子间的离子键断裂,共价键被破坏,故D项正确。
11.C
非金属性O>N>Si,则气态氢化物的稳定性H2O>NH3>SiH4,A项正确。稀盐酸与CaCO3反应生成CO2,气体通过NaHCO3饱和溶液除去HCl,CO2通入Na2SiO3溶液,析出H2SiO3沉淀,则酸性HCl>H2CO3>H2SiO3,但不能比较Cl和C的非金属性强弱,C项错误。118号元素Og处于第七周期0族,D项正确。
12.C
由化合价可知,X位于第ⅠA族,Y、M位于第ⅤA族,Z位于第ⅣA族,W位于第ⅥA族。原子序数:XP,即Y>M,则元素气态氢化物的稳定性:NH3>PH3,即YH3>MH3,D项正确。
13.B
Q的最低价氢化物的摩尔质量为34 g·mol-1,氢化物是硫化氢或磷化氢,X的最低价氢化物不是电解质,则X是N,Q是P,所以Y是O,Z是Al,W是Cl。同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,原子半径:Al>N>O,A项错误;氧元素是地壳中含量最多的元素,B项正确;最高价氧化物对应水化物的酸性X14.D
电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,所以题图中涉及的5种元素的原子半径:Na>Cl>N>O>H,A项错误;NH3、H2O、OH-所含的电子数均为10,但是质子数不完全相同,B项错误;NaClO中含离子键和共价键,HClO中只含共价键,C项错误;反应③的化学方程式为NaOH+HClNaCl+H2O,反应过程中有离子键和共价键的断裂和形成,D项正确。
15.D
X、Y、Z、M、N为短周期主族元素,且原子序数依次增大,X的最外层电子数是其电子层数的2倍,结合原子序数可知X有2个电子层,最外层电子数为4,X为C;Y与M同主族,且M的原子序数是Y的2倍,则Y为O,M为S;Z是短周期中金属性最强的元素,Z为Na,N的原子序数比S大,则N是Cl。O2-与Na+的电子层数相同,核电荷数越大,离子半径越小,A项错误;O和S位于同一主族,从上到下元素非金属性减弱,则非金属性:O>S,简单气态氢化物的热稳定性:Y>M,B项错误;非金属性:Cl>S,则最高价氧化物对应水化物的酸性:N>M,C项错误;X与Y可以形成原子个数比为1∶1和1∶2的两种化合物,分别为CO、CO2,D项正确。
16.D
r是一种淡黄色粉末,可推知r为Na2O2;s的溶液是强碱溶液,说明s为NaOH,则q为水,n为氧气,m为钠,p为氢气。因此短周期主族元素W为H,X为O,Y为Na。对于电子层结构相同的离子,随核电荷数的增加离子半径减小,离子半径:Yp,B项错误。水是共价化合物,不含有离子键,C项错误。r为Na2O2,阴阳离子个数比为1∶2,D项正确。
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(12分)
(1)第三周期、第ⅦA族
(2)H2S　HClO4
(3)Al3+
(4)共价键　
(5)
从题图中8种短周期元素的化合价、原子半径的相对大小及原子序数可知,A是H,B是C,C是N,D是O,E是Na,F是Al,G是S,H是Cl。
(2)元素D、G分别为O、S,非金属性越弱,其氢化物的还原性越强;元素G、H分别为S、Cl,非金属性越强其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
(3)元素D、E、F、G形成的简单离子分别为O2-、Na+、Al3+、S2-,电子层数越少半径越小,电子层数相同时,原子序数越大,半径越小。
18.(12分)
(1)NH3　(2)Na>Al>Cl
(3) 　第三周期、第ⅠA族
(4)KOH　2Na+2H2O2NaOH+H2↑
(5)C
根据元素在元素周期表中的相对位置可知各元素是:①Na、②K、③Al、④H、⑤C、⑥N、⑦Cl、⑧Br。
(1)⑥是N元素,最低负价为-3价,氢化物是NH3。
(2)①③⑦三种元素处于第三周期,从左到右原子半径逐渐减小,原子半径由大到小的顺序是Na>Al>Cl。
(4)①②③三种元素的金属性:K>Na>Al,①②③三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性:KOH>NaOH>Al(OH)3,碱性最强的是KOH;钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑。
(5)④H元素与⑤C元素形成的分子可能是甲烷。
19.(14分)
实验Ⅰ　钾比钠活泼,防止碱液外溅发生危险　钾在水面上剧烈反应,发出红紫色光,并有小火球在水面游动,烧杯口产生白雾,溶液变红色　钾比钠的活动性强　2M+2H2O2MOH+H2↑
实验Ⅱ　(1)甲　乙
①镁比铝活泼
②金属活动性(还原性)强弱与金属失去电子数多少无关
(2)产生白色沉淀,沉淀不溶解　Mg2++2OH-Mg(OH)2↓　产生白色沉淀,随后沉淀逐渐溶解　Al3++3OH-Al(OH)3↓,Al(OH)3+OH-
[Al(OH)4]-　Al(OH)3　Mg(OH)2　Al　Mg
20.(14分)
(1)①溶液由无色变为橙色　溶液由无色变为黄褐色　2Br-+Cl2Br2+2Cl-　2I-+Cl2I2+2Cl-　②B　③溴水
(2)①
②
1 还原性 2H2ZO3+O22H2ZO4(或Br2+H2ZO3+H2OH2ZO4+2HBr)
2 酸性 H2ZO3+2NaOHNa2ZO3+2H2O
(合理即可)
(1)①Cl2的氧化性大于Br2和I2,所以Cl2能置换出Br2和I2。②向溴化钠溶液中滴加氯水可证明氧化性:Cl2>Br2,向碘化钠溶液中滴加氯水可证明氧化性:Cl2>I2,该同学的实验方案不能证明Br2、I2的氧化性强弱。③需要补充实验证明氧化性:Br2>I2,所需试剂为溴水。(2)短周期元素X的最高正化合价是+5价,说明X是第ⅤA族元素,根据元素周期表,Y是第ⅥA族元素,Y的单质可在空气中燃烧,所以Y是S,根据其在元素周期表中的相对位置,可知W、X、Z分别是Si、P、Se。

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